CN117352756B - 一种用于锂空气电池的CeO2／CoMoO4复合材料的制备方法 - Google Patents
一种用于锂空气电池的CeO2／CoMoO4复合材料的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117352756B CN117352756B CN202311662281.2A CN202311662281A CN117352756B CN 117352756 B CN117352756 B CN 117352756B CN 202311662281 A CN202311662281 A CN 202311662281A CN 117352756 B CN117352756 B CN 117352756B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- comoo
- composite material
- ceo
- spherical
- source
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 67
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 31
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 31
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 18
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 claims abstract description 12
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims abstract description 10
- POILWHVDKZOXJZ-ARJAWSKDSA-M (z)-4-oxopent-2-en-2-olate Chemical compound C\C([O-])=C\C(C)=O POILWHVDKZOXJZ-ARJAWSKDSA-M 0.000 claims abstract description 5
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims abstract description 5
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 16
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 13
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 claims description 11
- QQZMWMKOWKGPQY-UHFFFAOYSA-N cerium(3+);trinitrate;hexahydrate Chemical group O.O.O.O.O.O.[Ce+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O QQZMWMKOWKGPQY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- QGUAJWGNOXCYJF-UHFFFAOYSA-N cobalt dinitrate hexahydrate Chemical group O.O.O.O.O.O.[Co+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O QGUAJWGNOXCYJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 3
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 claims description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 abstract description 18
- 239000002243 precursor Substances 0.000 abstract description 8
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 abstract description 5
- 238000004729 solvothermal method Methods 0.000 abstract description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 abstract description 4
- HSJPMRKMPBAUAU-UHFFFAOYSA-N cerium(3+);trinitrate Chemical compound [Ce+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O HSJPMRKMPBAUAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- UFMZWBIQTDUYBN-UHFFFAOYSA-N cobalt dinitrate Chemical compound [Co+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O UFMZWBIQTDUYBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 229910001981 cobalt nitrate Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000002077 nanosphere Substances 0.000 abstract 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 13
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 12
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 11
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 10
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 8
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- 239000000047 product Substances 0.000 description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 6
- 239000003273 ketjen black Substances 0.000 description 6
- MCVFFRWZNYZUIJ-UHFFFAOYSA-M lithium;trifluoromethanesulfonate Chemical compound [Li+].[O-]S(=O)(=O)C(F)(F)F MCVFFRWZNYZUIJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 6
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 6
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 6
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- AFCARXCZXQIEQB-UHFFFAOYSA-N N-[3-oxo-3-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)propyl]-2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound O=C(CCNC(=O)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F)N1CC2=C(CC1)NN=N2 AFCARXCZXQIEQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N Dimethoxyethane Chemical compound COCCOC XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 2
- OHVLMTFVQDZYHP-UHFFFAOYSA-N 1-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)-2-[4-[2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidin-5-yl]piperazin-1-yl]ethanone Chemical compound N1N=NC=2CN(CCC=21)C(CN1CCN(CC1)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F)=O OHVLMTFVQDZYHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KZEVSDGEBAJOTK-UHFFFAOYSA-N 1-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)-2-[5-[2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidin-5-yl]-1,3,4-oxadiazol-2-yl]ethanone Chemical compound N1N=NC=2CN(CCC=21)C(CC=1OC(=NN=1)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F)=O KZEVSDGEBAJOTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LDXJRKWFNNFDSA-UHFFFAOYSA-N 2-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)-1-[4-[2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidin-5-yl]piperazin-1-yl]ethanone Chemical compound C1CN(CC2=NNN=C21)CC(=O)N3CCN(CC3)C4=CN=C(N=C4)NCC5=CC(=CC=C5)OC(F)(F)F LDXJRKWFNNFDSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JQMFQLVAJGZSQS-UHFFFAOYSA-N 2-[4-[2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)pyrimidin-5-yl]piperazin-1-yl]-N-(2-oxo-3H-1,3-benzoxazol-6-yl)acetamide Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)N1CCN(CC1)CC(=O)NC1=CC2=C(NC(O2)=O)C=C1 JQMFQLVAJGZSQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YLZOPXRUQYQQID-UHFFFAOYSA-N 3-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)-1-[4-[2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidin-5-yl]piperazin-1-yl]propan-1-one Chemical compound N1N=NC=2CN(CCC=21)CCC(=O)N1CCN(CC1)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F YLZOPXRUQYQQID-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000000703 Cerium Chemical class 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 239000005456 alcohol based solvent Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 150000001868 cobalt Chemical class 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 150000002751 molybdenum Chemical class 0.000 description 1
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 229910001404 rare earth metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 229910000314 transition metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/90—Selection of catalytic material
- H01M4/9016—Oxides, hydroxides or oxygenated metallic salts
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M12/00—Hybrid cells; Manufacture thereof
- H01M12/04—Hybrid cells; Manufacture thereof composed of a half-cell of the fuel-cell type and of a half-cell of the primary-cell type
- H01M12/06—Hybrid cells; Manufacture thereof composed of a half-cell of the fuel-cell type and of a half-cell of the primary-cell type with one metallic and one gaseous electrode
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/88—Processes of manufacture
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Abstract
本发明公开了一种用于锂空气电池的CeO2/CoMoO4复合材料的制备方法。本发明是以硝酸钴为钴源、硝酸铈为铈源、乙酰丙酮钼为钼源，以异丙醇和甘油作为溶剂，经溶剂热反应得到纳米球形规整的前驱体，将得到的前驱体物质在高温下退火得到球形CeO2/CoMoO4复合材料。该方法制备球形CeO2/CoMoO4复合材料方法简单、形貌尺寸可控，通过CeO2和CoMoO4协同作用，作为有机系锂空气电池的催化材料，有良好的催化性能，具有很高的充放电比容量。
Description
技术领域
本发明涉及锂空气电池用催化剂材料的制备领域，尤其涉及一种用于锂空气电池的CeO2/CoMoO4复合材料的制备方法。
背景技术
为了实现社会可持续发展，世界上许多国家针对人类活动消耗大量一次能源的行为，实施了以节能减排为重点的新能源政策。其中可充电电池已成为一种广泛使用的电源，随着电子产品的进步升级，对电池容量、循环次数和其他性能指标的要求不断提高。然而，随着时间的推移，商用锂离子电池已经达到了处于一个瓶颈期，能量密度已经接近其物理极限。研究人员发现，使用金属作为负极电极和空气作为正极的金属空气电池系统具有高能量密度，其中锂空气电池以能量密度11600W h kg-1而成为研究热点。
然而，锂空气电池电池最大的挑战之一是在工作过程中产生的放电产物，它会积聚在电极表面，导致较大的充放电过电位，降低电池的能量效率。催化剂可以有效增强电池充放电过程中的氧还原（ORR）和氧析出（OER）活性，常见的催化剂包括贵金属、碳材料、金属氧化物等。其中，金属氧化物CoMoO4在碱性介质中表现出良好的析氧催化活性和稳定性。CeO2，一种广泛使用的稀土氧化物，由于其具有Ce3+/Ce4+氧化还原对和良好的导电性，已被认为是一种很有前途的催化剂。特别是CeO2可以作为“氧气缓冲器”可逆地吸收/释放氧气进而提高氧的流动性，提高ORR/OER化学反应活性。因此本发明提出通过溶剂热来制备球形CeO2/CoMoO4复合材料，调节优化CeO2-CoMoO4界面，利用二者协同效应，提高CeO2/CoMoO4复合材料催化性能，从而提到锂空气电池容量和循环性能。以异丙醇与甘油等混合醇类溶剂为溶剂热反应的常见混合溶剂，中国专利CN107658527A以混合醇类溶液为溶剂进行溶剂热反应制备过渡金属氧化物空心球材料，中国专利CN113948690A 以异丙醇与甘油的混合溶剂进行溶解热反应制备了中空球型CuO/Co3O4复合材料作为锂离子电池负极材料。
发明内容
本发明的目的在于为了提高锂空气电池CoMoO4催化剂催化性能等问题，提供了一种用于锂空气电池的球形CeO2/CoMoO4复合材料的溶剂热制备方法。
本发明提供一种用于锂空气电池的球形CeO2/CoMoO4复合材料的制备方法，包括以下步骤：将铈源、钴源、钼源溶解于异丙醇和甘油的混合溶剂中，搅拌混合至均匀溶液，将溶液转移到反应釜中，然后放于一定温度的烘箱中反应一段时间得到产物，将得到产物进行离心、分离、洗涤，最后将产物在恒温干燥箱中于干燥，然后升温至一定温度时在空气气氛中煅烧，得到所述球形CeO2/CoMoO4复合材料。
进一步，所述铈源是六水合硝酸铈；钴源是六水合硝酸钴；所述钼源是乙酰丙酮钼；六水合硝酸铈、六水合硝酸钴和乙酰丙酮钼的比例为：0.1-2:1:1。
进一步，所述放于一定温度的烘箱中反应一段时间得到产物，所述一定温度为180-220℃，所述反应一段时间为6-24h。
进一步，所述升温至一定温度时在空气气氛中煅烧，具体为：升温速率为1-5℃/min，煅烧温度为400-650℃，煅烧时间为1-10h。
本发明提供一种球形CeO2/CoMoO4复合材料，采用上述方法制备得到。
本发明还提供一种上述的球形CeO2/CoMoO4复合材料在锂空气电池电极材料中的应用。
本发明的有益效果在于：本发明制备的球形CeO2/CoMoO4复合材料，采用溶剂热法，反应设备简单，实验可重复性强。本发明以异丙醇与甘油的混合溶剂进行溶剂热反应制备球形CeO2/CoMoO4复合材料，可以通过调控原料金属铈盐、钴盐、钼盐摩尔比例，溶剂体积、反应时间和反应温度来调控球形CeO2/CoMoO4复合材料的形貌、尺寸；该复合材料可以有效提高CoMoO4的氧还原和氧析出活性，利用CoMoO4和CeO2协同作用提高催化能力，提高锂空气电池容量。
附图说明
图1是实施例1所制备球形CeO2/CoMoO4复合材料的XRD图谱；
图2是实施例1所制备球形CeO2/CoMoO4复合材料的SEM图谱；
图3是实施例1所制备球形CeO2/CoMoO4复合材料的首次充放电曲线图谱；
图4是实施例1所制备球形CeO2/CoMoO4复合材料的充放电循环图谱。
具体实施方式
下面将结合本发明附图和具体实施例对本发明进一步的说明。
实施例1
一种用于锂空气电池的球形CeO2/CoMoO4复合材料的制备方法，具体步骤如下：
称取0.3mmol Ce(NO3)3·6H2O、0.3mmol Co(NO3)2·6H2O和0.3mmol C10H14MoO6溶解于60mL异丙醇和10mL甘油的混合溶剂中，在室温下搅磁力拌6-9h后，得到浅黄色澄清液体。然后将该液体转移至100mL高压釜中，将反应釜放入烘箱中，加热到温度为190℃条件下保温10h，反应完成后冷却至室温，将沉淀物离心，在离心转数9000rpm的条件下用无水乙醇清洗五次后，放置于60℃的烘箱中干燥12h。将干燥后的上述前驱体置于空气气氛下，以1℃/min的升温速率升温至550℃煅烧3h后得到球形CeO2/CoMoO4复合材料。
图1为球形CeO2/CoMoO4复合材料的SEM图片，发现该方法合成的颗粒粒径约为700nm左右，大小均匀。图2为球形CeO2/CoMoO4复合材料的XRD谱图，与标准卡片对比，所得产物为球形CeO2/CoMoO4复合材料并且没有其他杂质。
用实施例1所得球形CeO2/CoMoO4复合材料按下述方法制成电极并组装锂空气电池：
具体的，以3.5︰5.5︰1的质量比分别称取球形CeO2/CoMoO4复合材料、科琴黑和聚偏二氟乙烯溶于N-甲基吡咯烷酮搅拌混合均匀，然后均匀涂覆在碳纸上制成电极，以金属锂片为负极，电解液为1mol/L三氟甲磺酸锂(LiCF3SO3)的四乙二醇二甲醚溶液（TEGDME），隔膜选用玻璃纤维隔膜，在手套箱中组装成电池。图3为进行首次充放电测试，测试条件为：电流密度100mA g-1。结果显示：采用球形CeO2/CoMoO4复合材料催化剂的空气电极首次放电容量达到了7900mAh g-1。图4进行限容充放电测试，测试条件为：限容500mAh g-1，电流密度100mA g-1。结果显示：采用球形CeO2/CoMoO4复合材料催化剂的空气电极，在20次充放电过程中，其放电末端电位仍然保持为2.73V，充电末端电位仍然保持为4.33V，表现出较低的极化和较好的充放电循环性能。
实施例2
一种用于锂空气电池的球形CeO2/CoMoO4复合材料的制备方法，具体步骤如下：
称取0.1mmol Ce(NO3)3·6H2O、0.3mmol Co(NO3)2·6H2O和0.3mmol C10H14MoO6溶解于60mL异丙醇和10mL甘油的混合溶剂中，在室温下搅磁力拌6-9h后，得到浅黄色澄清液体。然后将该液体转移至100mL高压釜中，将反应釜放入烘箱中，加热到温度为190℃条件下保温10h，反应完成后冷却至室温，将沉淀物离心，在离心转数9000rpm的条件下用无水乙醇清洗五次后，放置于60℃的烘箱中干燥12h。将干燥后的上述前驱体置于空气气氛下，以1℃/min的升温速率升温至550℃煅烧3h后得到球形CeO2/CoMoO4复合材料。
用实施例2所得球形CeO2/CoMoO4复合材料按下述方法制成电极并组装锂空气电池：
具体的，以3.5︰5.5︰1的质量比分别称取球形CeO2/CoMoO4复合材料、科琴黑和聚偏二氟乙烯溶于N-甲基吡咯烷酮搅拌混合均匀，然后均匀涂覆在碳纸上制成电极，以金属锂片为负极，电解液为1mol/L三氟甲磺酸锂(LiCF3SO3)的四乙二醇二甲醚溶液（TEGDME），隔膜选用玻璃纤维隔膜，在手套箱中组装成电池并进行充放电测试。首次充放电测试条件为：电流密度100mA g-1。结果显示：采用球形CeO2/CoMoO4复合材料催化剂的空气电极首次放电容量达到了7890mAh g-1。限容充放电测试条件为：限容500mAh g-1，电流密度100mA g-1。结果显示：采用球形CeO2/CoMoO4复合材料催化剂的空气电极，在20次充放电过程中，其放电末端电位仍然保持为2.72V，充电末端电位仍然保持为4.32V，表现出较低的极化和较好的充放电循环性能。
实施例3
一种用于锂空气电池的球形CeO2/CoMoO4复合材料的制备方法，具体步骤如下：
称取0.3mmol Ce(NO3)3·6H2O、0.3mmol Co(NO3)2·6H2O和0.3mmol C10H14MoO6溶解于50mL异丙醇和10mL甘油的混合溶剂中，在室温下搅磁力拌6-9h后，得到浅黄色澄清液体。然后将该液体转移至100mL高压釜中，将反应釜放入烘箱中，加热到温度为190℃条件下保温10h，反应完成后冷却至室温，将沉淀物离心，在离心转数9000rpm的条件下用无水乙醇清洗五次后，放置于60℃的烘箱中干燥12h。将干燥后的上述前驱体置于空气气氛下，以1℃/min的升温速率升温至550℃煅烧3h后得到球形CeO2/CoMoO4复合材料。
用实施例3所得球形CeO2/CoMoO4复合材料按下述方法制成电极并组装锂空气电池：
具体的，以3.5︰5.5︰1的质量比分别称取球形CeO2/CoMoO4复合材料、科琴黑和聚偏二氟乙烯溶于N-甲基吡咯烷酮搅拌混合均匀，然后均匀涂覆在碳纸上制成电极，以金属锂片为负极，电解液为1mol/L三氟甲磺酸锂(LiCF3SO3)的四乙二醇二甲醚溶液（TEGDME），隔膜选用玻璃纤维隔膜，在手套箱中组装成电池并进行充放电测试。首次充放电测试条件为：电流密度100mA g-1。结果显示：采用球形CeO2/CoMoO4复合材料催化剂的空气电极首次放电容量达到了7830mAh g-1。限容充放电测试条件为：限容500mAh g-1，电流密度100mA g-1。结果显示：采用球形CeO2/CoMoO4复合材料催化剂的空气电极，在20次充放电过程中，其放电末端电位仍然保持为2.71V，充电末端电位仍然保持为4.33V，表现出较低的极化和较好的充放电循环性能。
实施例4
一种用于锂空气电池的球形CeO2/CoMoO4复合材料的制备方法，具体步骤如下：
称取0.6mmol Ce(NO3)3·6H2O、0.3mmol Co(NO3)2·6H2O和0.3mmol C10H14MoO6溶解于50mL异丙醇和10mL甘油的混合溶剂中，在室温下搅磁力拌6-9h后，得到浅黄色澄清液体。然后将该液体转移至100mL高压釜中，将反应釜放入烘箱中，加热到温度为190℃条件下保温10h，反应完成后冷却至室温，将沉淀物离心，在离心转数9000rpm的条件下用无水乙醇清洗五次后，放置于60℃的烘箱中干燥12h。将干燥后的上述前驱体置于空气气氛下，以1℃/min的升温速率升温至550℃煅烧3h后得到球形CeO2/CoMoO4复合材料。
用实施例4所得球形CeO2/CoMoO4复合材料按下述方法制成电极并组装锂空气电池：
具体的，以3.5︰5.5︰1的质量比分别称取球形CeO2/CoMoO4复合材料、科琴黑和聚偏二氟乙烯溶于N-甲基吡咯烷酮搅拌混合均匀，然后均匀涂覆在碳纸上制成电极，以金属锂片为负极，电解液为1mol/L三氟甲磺酸锂(LiCF3SO3)的四乙二醇二甲醚溶液（TEGDME），隔膜选用玻璃纤维隔膜，在手套箱中组装成电池并进行充放电测试。首次充放电测试条件为：电流密度100mA g-1。结果显示：采用球形CeO2/CoMoO4复合材料催化剂的空气电极首次放电容量达到了7650mAh g-1。限容充放电测试条件为：限容500mAh g-1，电流密度100mA g-1。结果显示：采用球形CeO2/CoMoO4复合材料催化剂的空气电极，在20次充放电过程中，其放电末端电位仍然保持为2.72V，充电末端电位仍然保持为4.31V，表现出较低的极化和较好的充放电循环性能。
实施例5
一种用于锂空气电池的球形CeO2/CoMoO4复合材料的制备方法，具体步骤如下：
称取0.1mmol Ce(NO3)3·6H2O、0.3mmol Co(NO3)2·6H2O和0.3mmol C10H14MoO6溶解于60mL异丙醇和10mL甘油的混合溶剂中，在室温下搅磁力拌6-9h后，得到浅黄色澄清液体。然后将该液体转移至100mL高压釜中，将反应釜放入烘箱中，加热到温度为200℃条件下保温10h，反应完成后冷却至室温，将沉淀物离心，在离心转数9000rpm的条件下用无水乙醇清洗五次后，放置于60℃的烘箱中干燥12h。将干燥后的上述前驱体置于空气气氛下，以1℃/min的升温速率升温至550℃煅烧3h后得到球形CeO2/CoMoO4复合材料。
用实施例5所得球形CeO2/CoMoO4复合材料按下述方法制成电极并组装锂空气电池：
具体的，以3.5︰5.5︰1的质量比分别称取球形CeO2/CoMoO4复合材料、科琴黑和聚偏二氟乙烯溶于N-甲基吡咯烷酮搅拌混合均匀，然后均匀涂覆在碳纸上制成电极，以金属锂片为负极，电解液为1mol/L三氟甲磺酸锂(LiCF3SO3)的四乙二醇二甲醚溶液（TEGDME），隔膜选用玻璃纤维隔膜，在手套箱中组装成电池并进行充放电测试。首次充放电测试条件为：电流密度100mA g-1。结果显示：采用球形CeO2/CoMoO4复合材料催化剂的空气电极首次放电容量达到了7860mAh g-1。限容充放电测试条件为：限容500mAh g-1，电流密度100mA g-1。结果显示：采用球形CeO2/CoMoO4复合材料催化剂的空气电极，在20次充放电过程中，其放电末端电位仍然保持为2.70V，充电末端电位仍然保持为4.30V，表现出较低的极化和较好的充放电循环性能。
实施例6
一种用于锂空气电池的球形CeO2/CoMoO4复合材料的制备方法，具体步骤如下：
称取0.3mmol Ce(NO3)3·6H2O、0.3mmol Co(NO3)2·6H2O和0.3mmol C10H14MoO6溶解于60mL异丙醇和10mL甘油的混合溶剂中，在室温下搅磁力拌6-9h后，得到浅黄色澄清液体。然后将该液体转移至100mL高压釜中，将反应釜放入烘箱中，加热到温度为190℃条件下保温10h，反应完成后冷却至室温，将沉淀物离心，在离心转数9000rpm的条件下用无水乙醇清洗五次后，放置于60℃的烘箱中干燥12h。将干燥后的上述前驱体置于空气气氛下，以1℃/min的升温速率升温至600℃煅烧3h后得到球形CeO2/CoMoO4复合材料。
用实施例6所得球形CeO2/CoMoO4复合材料按下述方法制成电极并组装锂空气电池：
具体的，以3.5︰5.5︰1的质量比分别称取球形CeO2/CoMoO4复合材料、科琴黑和聚偏二氟乙烯溶于N-甲基吡咯烷酮搅拌混合均匀，然后均匀涂覆在碳纸上制成电极，以金属锂片为负极，电解液为1mol/L三氟甲磺酸锂(LiCF3SO3)的四乙二醇二甲醚溶液（TEGDME），隔膜选用玻璃纤维隔膜，在手套箱中组装成电池并进行充放电测试。首次充放电测试条件为：电流密度100mA g-1。结果显示：采用球形CeO2/CoMoO4复合材料催化剂的空气电极首次放电容量达到了7690mAh g-1。限容充放电测试条件为：限容500mAh g-1，电流密度100mA g-1。结果显示：采用球形CeO2/CoMoO4复合材料催化剂的空气电极，在20次充放电过程中，其放电末端电位仍然保持为2.71V，充电末端电位仍然保持为4.35V，表现出较低的极化和较好的充放电循环性能。
Claims (4)
1.一种用于锂空气电池的球形CeO2/CoMoO4复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将铈源、钴源、钼源溶解于异丙醇和甘油的混合溶剂中，搅拌混合至得到均匀溶液，将溶液转移到反应釜中，然后放于180-220℃的烘箱中反应6-24h得到产物，将得到产物进行离心、分离、洗涤，最后将产物在恒温干燥箱中干燥，然后升温至一定温度时在空气气氛中煅烧，得到所述球形CeO2/CoMoO4复合材料；所述铈源是六水合硝酸铈；钴源是六水合硝酸钴；所述钼源是乙酰丙酮钼；六水合硝酸铈、六水合硝酸钴和乙酰丙酮钼的摩尔比为：0.1-2:1:1。
2.根据权利要求1所述的一种用于锂空气电池的球形CeO2/CoMoO4复合材料的制备方法，其特征在于，所述升温至一定温度时在空气气氛中煅烧，具体为：升温速率为1-5℃/min，煅烧温度为400-650℃，煅烧时间为1-10h。
3.一种球形CeO2/CoMoO4复合材料，其特征在于，采用权利要求1-2任一所述方法制备得到。
4.一种根据权利要求3所述的球形CeO2/CoMoO4复合材料在锂空气电池电极材料中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311662281.2A CN117352756B (zh) | 2023-12-06 | 2023-12-06 | 一种用于锂空气电池的CeO2／CoMoO4复合材料的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311662281.2A CN117352756B (zh) | 2023-12-06 | 2023-12-06 | 一种用于锂空气电池的CeO2／CoMoO4复合材料的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117352756A CN117352756A (zh) | 2024-01-05 |
| CN117352756B true CN117352756B (zh) | 2024-03-01 |
Family
ID=89371502
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311662281.2A Active CN117352756B (zh) | 2023-12-06 | 2023-12-06 | 一种用于锂空气电池的CeO2／CoMoO4复合材料的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117352756B (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107658527A (zh) * | 2016-07-25 | 2018-02-02 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种高性能过渡金属氧化物空心球空气电极及其制备方法 |
| CN108448057A (zh) * | 2018-04-03 | 2018-08-24 | 湖北大学 | CoO/CoMoO4复合材料的制备及其在锂离子电池中的应用 |
| CN109718824A (zh) * | 2019-01-14 | 2019-05-07 | 济南大学 | 一种氮掺杂CoMoO4纳米球的制备方法及电催化应用 |
| CN112436136A (zh) * | 2020-11-23 | 2021-03-02 | 华中农业大学 | 含氧空位的钼酸钴纳米棒及其制备方法和应用 |
| CN116534909A (zh) * | 2023-05-19 | 2023-08-04 | 华侨大学 | 一种无定形硫化钼钴多孔纳米球的制备方法及其应用 |
| CN116741549A (zh) * | 2023-08-14 | 2023-09-12 | 新乡学院 | 一种Ce基复合物电极材料及其制备方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102011105760A1 (de) * | 2011-06-15 | 2012-12-20 | Cutec-Institut Gmbh | Mischoxidkatalysator, sowie Verfahren zu dessen Herstellung |
| EP2727648B1 (en) * | 2011-06-28 | 2015-10-28 | Asahi Kasei Chemicals Corporation | Oxide catalyst |
| KR102304734B1 (ko) * | 2019-08-19 | 2021-09-29 | 한국과학기술연구원 | 니켈-코발트-몰리브덴 산화물을 포함하는 이차전지용 음극 활물질, 이를 포함하는 이차전지용 음극, 상기 이차전지용 음극을 포함하는 이차전지 및 이들의 제조방법 |
-
2023
- 2023-12-06 CN CN202311662281.2A patent/CN117352756B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107658527A (zh) * | 2016-07-25 | 2018-02-02 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种高性能过渡金属氧化物空心球空气电极及其制备方法 |
| CN108448057A (zh) * | 2018-04-03 | 2018-08-24 | 湖北大学 | CoO/CoMoO4复合材料的制备及其在锂离子电池中的应用 |
| CN109718824A (zh) * | 2019-01-14 | 2019-05-07 | 济南大学 | 一种氮掺杂CoMoO4纳米球的制备方法及电催化应用 |
| CN112436136A (zh) * | 2020-11-23 | 2021-03-02 | 华中农业大学 | 含氧空位的钼酸钴纳米棒及其制备方法和应用 |
| CN116534909A (zh) * | 2023-05-19 | 2023-08-04 | 华侨大学 | 一种无定形硫化钼钴多孔纳米球的制备方法及其应用 |
| CN116741549A (zh) * | 2023-08-14 | 2023-09-12 | 新乡学院 | 一种Ce基复合物电极材料及其制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Controlled Synthesis of Hollow Co-Mo Mixed Oxide Nanostructures and Their Electrocatalytic and Lithium Storage Properties;Yong Yang 等;《Chem.Mater》;第28卷;第2417-2423页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117352756A (zh) | 2024-01-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108847477B (zh) | 一种镍钴锰酸锂三元正极材料及其制备方法 | |
| CN106450195B (zh) | 一种锂硫电池用正极材料及其制备方法和含有该正极材料的锂硫电池 | |
| CN108493458B (zh) | 一种高性能海胆状氧化镍/钴酸镍微球锂氧气电池正极催化材料及其制备方法 | |
| CN109244390B (zh) | 一种锂离子电池用磷掺杂富锂锰基正极材料及其制备方法 | |
| CN110429268A (zh) | 一种改性硼掺杂富锂锰基正极材料及其制备方法与应用 | |
| CN108658119B (zh) | 一种低温硫化技术用于制备硫化铜纳米片及其复合物的方法和应用 | |
| CN103840149A (zh) | 钠离子二次电池及其用的层状含锰氧化物活性物质、正极和活性物质的制备方法 | |
| CN107069030B (zh) | 一种形貌和尺寸双可控的富锂锰基正极材料的制备方法 | |
| CN101462765A (zh) | 用于锂离子电池负极材料尖晶石钛酸锂的制备方法 | |
| CN109873140B (zh) | 一种锂离子电池石墨烯复合三元正极材料及其制备方法 | |
| CN107123794B (zh) | 一种碳包覆一氧化锰/氮掺杂还原氧化石墨烯锂离子电池负极材料的制备方法 | |
| CN108483516A (zh) | 一种具有超晶格有序结构的锂离子电池正极材料及其合成方法 | |
| CN109148859A (zh) | 一种双碳层包覆氧化锰复合材料的制备方法 | |
| CN105161711A (zh) | 一种锰酸锂正极材料、制备方法及用途 | |
| CN106698527A (zh) | 以乙二醇和水为溶剂体系水热法制备纳米钴酸镍的方法 | |
| CN106299344B (zh) | 一种钠离子电池钛酸镍负极材料及其制备方法 | |
| CN103236519A (zh) | 一种锂离子电池用多孔碳基单块复合材料及制备方法 | |
| CN108878864A (zh) | 一种球形钠离子电池正极材料及其制备方法 | |
| CN105406071B (zh) | 一种高倍率磷酸钒锂正极材料及其制备方法和应用 | |
| CN110233261A (zh) | 一种单晶三元锂电池正极材料的制备方法及锂离子电池 | |
| CN105914354A (zh) | 室温钠离子电池用富钠型钛基层状固溶体电极材料及制备方法 | |
| CN108110250A (zh) | 锰酸锌/氧化铁锂离子电池负极材料及其制备方法 | |
| CN117254049A (zh) | 一种用于锂空气电池的Co3O4/CeO2纳米球复合材料的制备方法 | |
| CN112582587A (zh) | 一种以单晶为核的核壳结构高镍正极材料及其制备方法 | |
| CN1389939A (zh) | 一种合成锂离子蓄电池中正极材料LiCo1－xMxO2的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |